JP2017091624A - Magnetic lead switch and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気リードスイッチおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetic reed switch and a manufacturing method thereof.
特許文献1および特許文献2には、磁気リードスイッチとして機能する機構デバイスが記載されている。
特許文献1に記載された機構デバイスは、基板の上に下部電極と上部電極が固定されている。下部電極には下部電極磁性材料が設けられ、上部電極から延び出る梁の先部に梁部磁性材料が設けられて、梁部磁性材料が下部電極磁性材料の上方に隙間を介して対向している。外部磁界が与えられると、梁部磁性材料と下部電極磁性材料とが磁化されて互いに吸引されて接触し、下部電極と上部電極との間に電流が流れる。前記機構デバイスでは、上部電極と梁が金で形成されている。
In the mechanism device described in
特許文献1に記載された機構デバイスの製造方法は、基板上に下部電極磁性材料とこれを保護する金の保護層を形成した後に、保護層の上に犠牲層を形成する。その後、基板上に上部電極層を形成するとともに、前記犠牲層の上に上部電極層と連続する梁を形成して、梁の先部の上に梁部磁性材料を形成し、その後に犠牲層を除去する。
In the method of manufacturing a mechanical device described in
特許文献2に記載された機構デバイスは、基板の上に第1の銅箔と第2の銅箔が設けられ、第1の銅箔から片持ち梁部が延び出て、片持ち梁部の先部に上部電極が設けられている。前記片持ち梁部は金で形成され、前記上部電極は、磁性体であるニッケル層とその表面を覆う金で構成されている。下部電極は、前記第2の銅箔が金で覆われて形成されており、上部電極と下部電極が上下に対向している。この機構デバイスは、基板の下方に配置された磁石から磁場が発生すると、この磁場に上部電極が引き付けられ、上部電極が下部電極に接触して、両電極間に電流が流れる。
In the mechanism device described in
特許文献2に記載された機構デバイスの製造方法は、特許文献1の記載とほぼ同じであり、第2の銅箔の上に犠牲層を形成し、その上に片持ち梁部と上部電極を形成してから、犠牲層を除去している。
The mechanism device manufacturing method described in
特許文献1と特許文献2に記載された機構デバイスは、いずれも上部電極に磁性材料が設けられているが、この磁性材料を支持する梁部が金で形成されている。しかし、金は軟質な材料であり剛性がきわめて低く、磁性材料を有する比較的質量の大きい上部電極を金で動作自在に支持するのは困難である。特に、特許文献1と特許文献2では、いずれも上部電極が上下に動くものであり、上下に動く上部電極を金の梁部で安定して支えることは難しい。
In each of the mechanical devices described in
また、上記の構造デバイスにおいて、上部電極の動作で接触および非接触の状態を制御するスイッチを構成する場合、接点部分での電気抵抗の問題や、動作の信頼性を十分に確保できないという問題が生じる。 Further, in the above structure device, when a switch that controls the contact and non-contact states by the operation of the upper electrode is configured, there is a problem of electrical resistance at the contact portion and a problem that the reliability of the operation cannot be sufficiently secured. Arise.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、接点部分での低電気抵抗化を図るとともに、動作の信頼性を向上することができる磁気リードスイッチおよびその製造方法を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic reed switch capable of reducing the electrical resistance at the contact portion and improving the operation reliability and a method for manufacturing the same. Yes.
上記課題を解決するために、本発明の磁気リードスイッチは、基板上の下地絶縁層を介して設けられた第1導電層および第2導電層と、第1導電層と接続された支持部、一端が支持部に接続された梁部、および、梁部の他端に接続され、基板に対し可動な可動電極部、を有する第1構造体と、第2導電層と接続され、第1構造体の可動電極部に対向するよう配置された第2構造体と、を備え、第1構造体および第2構造体の少なくとも一方の表面には、白金族元素を含む接触金属層が設けられたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a magnetic reed switch of the present invention includes a first conductive layer and a second conductive layer provided via a base insulating layer on a substrate, and a support unit connected to the first conductive layer, A first structure having a beam portion having one end connected to the support portion and a movable electrode portion connected to the other end of the beam portion and movable with respect to the substrate; and connected to the second conductive layer; And a contact metal layer containing a platinum group element is provided on at least one surface of the first structure and the second structure. It is characterized by that.
このような構成によれば、第1構造体および第2構造体における接点となる部分に白金族元素を含む接触金属層が設けられているため、接点における低電気抵抗化およびスイッチ動作の信頼性向上を図ることができる。 According to such a configuration, since the contact metal layer containing a platinum group element is provided in the portion to be the contact in the first structure and the second structure, the electrical resistance at the contact is reduced and the reliability of the switch operation is increased. Improvements can be made.
本発明の磁気リードスイッチにおいて、接触金属層は、第1構造体および第2構造体の少なくとも一方の露出する全面に設けられていてもよい。これにより、接触金属層が設けられる部分での応力の偏りを抑制することができる。 In the magnetic reed switch of the present invention, the contact metal layer may be provided on the entire exposed surface of at least one of the first structure and the second structure. Thereby, the bias of the stress in the part in which the contact metal layer is provided can be suppressed.
本発明の磁気リードスイッチにおいて、第1構造体および第2構造体は、磁性材料を含んでいてもよい。これにより、第1構造体および第2構造体が磁気誘導層となり、外部磁界によって第1構造体および第2構造体の接触および非接触が制御される。 In the magnetic reed switch of the present invention, the first structure and the second structure may contain a magnetic material. Thereby, the first structure and the second structure become magnetic induction layers, and contact and non-contact of the first structure and the second structure are controlled by the external magnetic field.
本発明の磁気リードスイッチにおいて、第1導電層と接続され、第2構造体に対し直線状に配置され、かつ、第1構造体の可動電極部に対向するよう配置され、磁性材料を含む第3構造体をさらに備えていてもよい。第3構造体は、第1構造体と一体的に形成されていてもよい。これにより、第1構造体を介して第2構造体と第3構造体との接触および非接触の状態によるスイッチが構成される。 In the magnetic reed switch of the present invention, the first reed switch is connected to the first conductive layer, is linearly arranged with respect to the second structure, and is arranged to face the movable electrode portion of the first structure, and includes a magnetic material. Three structures may be further provided. The third structure may be formed integrally with the first structure. Thereby, the switch by the state of contact and non-contact of the 2nd structure and the 3rd structure is constituted via the 1st structure.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法は、基板上の第1絶縁層を介して第1導電層および第2導電層を形成する工程と、第1絶縁層の上に犠牲層を形成する工程と、第1導電層と接続される支持部、一端が前記支持部に接続され、犠牲層の上に形成される梁部、および梁部の他端に接続され、犠牲層の上に形成される可動電極部、を有する第1構造体を形成する工程と、第2導電層と接続され、第1構造体の可動電極部に対向するように配置される第2構造体を形成する工程と、犠牲層を除去する工程と、第1構造体および第2構造体の少なくとも一方の表面に、白金族元素を含む接触金属層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。 The method of manufacturing a magnetic reed switch according to the present invention includes a step of forming a first conductive layer and a second conductive layer via a first insulating layer on a substrate, and a step of forming a sacrificial layer on the first insulating layer. , A support part connected to the first conductive layer, one end connected to the support part, a beam part formed on the sacrificial layer, and connected to the other end of the beam part and formed on the sacrificial layer Forming a first structure having a movable electrode portion; and forming a second structure connected to the second conductive layer and disposed to face the movable electrode portion of the first structure; And a step of removing the sacrificial layer, and a step of forming a contact metal layer containing a platinum group element on at least one surface of the first structure and the second structure.
このような構成によれば、第1構造体および第2構造体の少なくとも一方の表面に、白金族元素を含む接触金属層が形成された磁気リードスイッチが製造される。 According to such a configuration, a magnetic reed switch in which a contact metal layer containing a platinum group element is formed on at least one surface of the first structure and the second structure is manufactured.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法において、接触金属層は、電解めっきによって形成されてもよい。これにより、第1構造体および第2構造体の必要な表面に電解めっきによる接触金属層が形成される。 In the method for manufacturing a magnetic reed switch of the present invention, the contact metal layer may be formed by electrolytic plating. Thereby, the contact metal layer by electrolytic plating is formed on the required surface of the first structure and the second structure.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法において、接触金属層は、第1構造体および第2構造体の少なくとも一方の露出する全面に設けられていてもよい。これにより、接触金属層が設けられる部分での応力の偏りを抑制することができる。 In the method for manufacturing a magnetic reed switch of the present invention, the contact metal layer may be provided on the entire exposed surface of at least one of the first structure and the second structure. Thereby, the bias of the stress in the part in which the contact metal layer is provided can be suppressed.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法において、第1構造体および第2構造体は、磁性材料を用いた電解めっきによって形成されてもよい。これにより、第1構造体および第2構造体が磁気誘導層となり、外部磁界によって第1構造体および第2構造体の接触および非接触が制御される磁気リードスイッチが製造される。 In the method for manufacturing a magnetic reed switch of the present invention, the first structure and the second structure may be formed by electrolytic plating using a magnetic material. As a result, the first structure and the second structure become magnetic induction layers, and a magnetic reed switch in which contact and non-contact of the first structure and the second structure are controlled by an external magnetic field is manufactured.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法において、第1導電層および第2導電層を形成する工程は、第1導電層の上に第1パッド電極、第2導電層の上に第2パッド電極を形成する工程と、第1導電層の端部および第2導電層の端部のそれぞれにコモン接続配線を形成する工程と、第1パッド電極、第2パッド電極およびコモン接続配線の上に第2絶縁層を形成する工程と、を含み、接触金属層を形成した後、第2絶縁層の一部をエッチングによって除去し、第1パッド電極および第2パッド電極を露出させる工程と、コモン接続配線を除去する工程と、をさらに備えていてもよい。これにより、コモン接続配線を介して電解めっきによって第1構造体および第2構造体を形成することができる。 In the method for manufacturing a magnetic reed switch according to the present invention, the step of forming the first conductive layer and the second conductive layer includes the step of forming a first pad electrode on the first conductive layer and a second pad electrode on the second conductive layer. Forming a common connection wiring at each of the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer, and forming a second connection on the first pad electrode, the second pad electrode, and the common connection wiring. Forming a contact metal layer, and then removing a part of the second insulation layer by etching to expose the first pad electrode and the second pad electrode, and common connection wiring And a step of removing. Thereby, the first structure and the second structure can be formed by electrolytic plating through the common connection wiring.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法において、第1パッド電極および第2パッド電極を露出させる工程と、コモン接続配線を除去する工程とを、1度のエッチングで連続して行うようにしてもよい。これにより、コモン接続配線を介して電解めっきによって第1構造体および第2構造体を形成した後、コモン接続配線が除去され、第1パッド電極および第2パッド電極を利用して個々の磁気リードスイッチを独立して検査することができる。 In the method for manufacturing a magnetic reed switch of the present invention, the step of exposing the first pad electrode and the second pad electrode and the step of removing the common connection wiring may be continuously performed by one etching. . Thus, after the first structure and the second structure are formed by electrolytic plating through the common connection wiring, the common connection wiring is removed, and individual magnetic leads using the first pad electrode and the second pad electrode are removed. The switch can be checked independently.
本発明の磁気リードスイッチの製造方法において、前記エッチングは、第1導電層および第2導電層をエッチングせず、第2絶縁層およびコモン接続配線をエッチングする選択エッチングであってもよい。これにより、一度のエッチングによって、第1パッド電極および第2パッド電極の露出と、コモン接続配線の除去とを行うことができる。 In the method for manufacturing a magnetic reed switch of the present invention, the etching may be selective etching in which the second insulating layer and the common connection wiring are etched without etching the first conductive layer and the second conductive layer. Thus, the first pad electrode and the second pad electrode can be exposed and the common connection wiring can be removed by one etching.
本発明によれば、可動電極部を支持する梁部の剛性を高めて、安定した動作を実現できる磁気リードスイッチおよびその製造方法を提供することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to improve the rigidity of the beam part which supports a movable electrode part, and to provide the magnetic reed switch which can implement | achieve stable operation | movement, and its manufacturing method.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description of the members once described is omitted as appropriate.
(磁気リードスイッチの構成)
図1は、磁気リードスイッチの概要を示した斜視図である。
図2(a)は磁気リードスイッチの平面図、図2(b)および(c)は磁気リードスイッチの断面図である。図2(b)には、図2(a)のA1−A1線断面図が表され、図2(c)には、図2(a)のA2−A2線断面図が表される。
(Configuration of magnetic reed switch)
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a magnetic reed switch.
2A is a plan view of the magnetic reed switch, and FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views of the magnetic reed switch. 2B illustrates a cross-sectional view taken along line A1-A1 in FIG. 2A, and FIG. 2C illustrates a cross-sectional view taken along line A2-A2 in FIG.
本実施形態に係る磁気リードスイッチ1は、基板10上の下地絶縁層11(第1絶縁層)を介して設けられた第1導電層21および第2導電層22と、第1導電層21と導通する第1構造体30と、第2導電層22と導通する第2構造体40と、接触金属層80とを備える。本実施形態では、第3構造体50、第1パッド電極61および第2パッド電極62がさらに設けられている。
The
基板10は、ガラス基板やガラスエポキシ基板などである。基板10として、シリコン(Si)基板を使用することも可能である。下地絶縁層11は、基板10の第1面10aに形成される。下地絶縁層11には、酸化シリコン(SiO2)や窒化シリコン(SiN)などが用いられる。基板10がシリコン基板の場合、下地絶縁層11として熱酸化膜を用いてもよい。
The
第1導電層21および第2導電層22は、下地絶縁層11の上において互いに離間して設けられる。第1導電層21および第2導電層22には、例えばNiFe合金(ニッケル−鉄合金)が用いられる。第1導電層21および第2導電層22は、所定の形状にパターニングされている。
The first
第1構造体30は、第1導電層21と接続された支持部31と、一端が支持部31に接続された梁部32と、梁部32の他端に接続され、基板10に対し可動な可動電極部33とを有する。すなわち、第1構造体30は、梁部32から可動電極部33にかけて浮いた片持ち状に設けられている。これにより、可動電極部33は、基板10上で動くことができるようになっている。
The
第2構造体40は、第2導電層22と接続され、第1構造体30の可動電極部33と対向するように配置される。すなわち、可動電極部33の第2構造体40側には第1接触面33aが設けられ、第2構造体40の可動電極部33側には第2接触面40aが設けられる。第1接触面33aと第2接触面40aとの間には僅かな隙間が設けられる。
The
第3構造体50は、第1導電層21と接続され、第2構造体40に対して直線状に配置され、かつ、第1構造体30の可動電極部33と対向するように配置される。第3構造体50の可動電極部33側には第3接触面50aが設けられる。第1接触面33aと第3接触面50aとの間には僅かな隙間が設けられる。第3構造体50は、第1構造体30と一体的に形成されていてもよい。
The
第1パッド電極61は第1導電層21と導通し、第2パッド電極62は第2導電層22と導通する。第1パッド電極61および第2パッド電極62は、下地絶縁層11から露出している。
The
本実施形態の磁気リードスイッチ1において、可動電極部33が基板10上で動くと、第1接触面33aと第2接触面40aとの接触/非接触の状態、および第1接触面33aと第3接触面50aとの接触/非接触の状態が変化する。例えば、可動電極部33が第2構造体40側および第3構造体50側に動くことで第1接触面33aと第2接触面40aおよび第3接触面50aとが接触し、反対側に動く(または元の位置に戻る)ことで第1接触面33aと第2接触面40aおよび第3接触面50aとが非接触の状態になる。
In the
第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50のそれぞれは磁性材料を含んでいる。磁性材料には、例えばNiFe合金が用いられる。なお、磁性材料には、CoFe合金(コバルトー鉄合金)やCoNiFe合金(コバルト−ニッケル−鉄合金)など、種々の軟磁性材料から選択することが可能である。
Each of the
磁気リードスイッチ1において、第1構造体30および第2構造体40の少なくとも一方の表面には、接触金属層80が設けられる。本実施形態に係る磁気リードスイッチ1では、第1構造体30および第2構造体40のそれぞれの表面に接触金属層80が設けられる。さらに、第3構造体50の表面にも接触金属層80が設けられている。
In the
第1構造体30および第2構造体40に含まれるNiFe合金などの磁性材料は大気に露出していると表面に自然酸化膜が形成されやすい。このため、第1接触面33aと、第2接触面40aとの間で安定した電気的接触が得られないおそれがある。そこで、第1構造体30および第2構造体40の少なくとも一方の表面に、接触金属層80を設けることで、自然酸化膜の形成が抑制され、可動電極部33と第2構造体40との接点における低電気抵抗化が達成される。
When a magnetic material such as a NiFe alloy contained in the
接触金属層80は、白金族元素を含む。接触金属層80に用いられる白金族元素としては、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、パラジウム(Pd)などである。酸化しづらく、機械的強度の高い白金族を接触金属層80として形成することで、接点での導通を安定させることができる。
The
接触金属層80は磁性材料を含む第1構造体30などの表面に電解めっきやスパッタによって形成される。なお、白金族を電解めっきで形成する場合には、その応力を緩和するバッファ層として、磁性材料と接触金属層80との間に金(Au)などの下地層を形成してもよい。
The
また、接触金属層80は、第1構造体30および第2構造体40の少なくとも一方の露出する全面に設けられていることが好ましい。露出する表面の全体を接触金属層80で被覆することにより、接触金属層80が設けられる部分での応力の偏りを抑制することができる。すなわち。このような白金族元素を含む接触金属層80が設けられることで、接点における低電気抵抗化が達成されるとともに、スイッチ動作の信頼性を向上させることができる。
The
次に、磁気リードスイッチ1の動作について説明する。
この磁気リードスイッチ1は、Y1方向の外部磁場に敏感に反応しやすくなっている。図1に示すように、Y1方向に向く外部磁界Bは、磁性材料を含む第1構造体30の支持部31に引き寄せられ、磁束Φはその磁性材料の内部を通過して、第3構造体50から可動電極部33を経て第2構造体40まで導かれる。
Next, the operation of the
This
第3構造体50は、第2構造体40と可動電極部33との対向範囲W1よりもY2側においてY方向に細長く延びており、さらに、第3構造体50と可動電極部33との対向範囲W2よりもY2方向へ長く延びている。第3構造体50と第2構造体40とをY方向に細長く形成することで、磁性材料の磁気異方性によりY方向が磁気容易軸となる。
The
このため、第3構造体50が磁気誘導層となり、第1構造体30の支持部31に引き寄せられた磁束Φが、第3構造体50内を経て、第2構造体40と可動電極部33との対向範囲W1まで効果的に導かれる。磁気誘導層としての機能はY1方向に向く外部磁界BとY2方向に向く外部磁界Bの双方に対して発揮できる。
Therefore, the
この磁束Φが可動電極部33と第2構造体40とにおいて互いに対向する磁性材料を通過することにより、可動電極部33の磁性材料と第2構造体40の磁性材料は、その対向部が逆の磁気磁極となる。これにより、可動電極部33に第2構造体40に向かう磁気吸引力Fが作用する。
When the magnetic flux Φ passes through the magnetic materials facing each other in the
また、可動電極部33と第3構造体50との対向部においても、それぞれの磁性材料が逆の磁気極性となるため吸引力を発揮し、可動電極部33を第2構造体40に向かわせる磁気吸引力Fが増強される。この磁気吸引力Fは、対向する磁性材料を通過する磁束Φの密度が高いほど強くなる。このように増強された磁気吸引力Fにより、梁部32が弾性的に撓み、可動電極部33が第2構造体40に接触する。
Further, at the facing portion between the
基板10には、下地絶縁層11を介して第1導電層21および第2導電層22が設けられる。第1構造体30および第3構造体50は第1導電層21と導通し、第2構造体40は第2導電層22と導通している。可動電極部33と第2構造体40とが接触すると、第1導電層21と第2導電層22との間に電流が流れ、スイッチがONとなる。
A first
なお、第2構造体40と第3構造体50との対向間隔の最小値よりも、第3構造体50と可動電極部33との対向間隔の最小値の方が小さいことが好ましい。同様に、第2構造体40と第3構造体50との対向間隔の最小値よりも、第2構造体40と可動電極部33との対向間隔の最小値の方が小さいことが好ましい。これにより、第3構造体50内を通過する磁束Φが第2構造体40よりも可動電極部33に導かれやすくなり、磁束Φが磁気吸引力Fに寄与しやすくなる。これはY2方向に向く磁束Φが、第2構造体40から可動電極部33に向かうときも同じである。
Note that the minimum value of the facing distance between the
この磁気リードスイッチ1は、第3構造体50を形成する磁性材料が磁気誘導体として機能しているため、Y1方向に向く外部磁界Bが、支持部31に引き寄せられ、さらに第3構造体50に導かれて、可動電極部33を構成する磁性材料と第2構造体40を構成する磁性材料に効果的に与えられる。よって、可動電極部33と第2構造体40に与えられる磁束Φの密度を高くでき、外部磁界Bが比較的小さくても動作できるようになり、動作感度を高くできる。
In this
また、可動電極部33が第2構造体40と第3構造体50の双方に対向しているため、第2構造体40と第3構造体50の双方で可動電極部33を動作させるための磁気吸引力Fが発揮される。したがって、動作速度が速くなり動作応答性が良好になる。
In addition, since the
この磁気リードスイッチ1では、第2構造体40が、可動電極部33との対向範囲W1よりもY1側に細長く延びており、第2構造体40を形成する磁性材料も磁気誘導層として機能している。よって、Y2方向に向く磁界も、第2構造体40に引き寄せられ、Y方向に細長く形成された第2構造体40を通過して、可動電極部33に効果的に導かれるようになる。したがって、Y2方向に向く磁界に対しても、高い感度で動作できるようになる。
In the
(磁気リードスイッチの製造方法)
次に、磁気リードスイッチ1の製造方法について説明する。
図3(a)〜図9は、磁気リードスイッチの製造方法を説明する模式図である。
図3(a)〜(c)は断面図、図3(d)〜(f)は、図3(a)〜(c)のそれぞれに対応した平面図である。
図4(a)〜(c)は断面図、図4(d)〜(f)は、図4(a)〜(c)のそれぞれに対応した平面図である。
図5(a)〜(c)は断面図、図5(d)〜(f)は、図5(a)〜(c)のそれぞれに対応した平面図である。
図6(a)〜(c)は断面図、図6(d)〜(f)は、図6(a)〜(c)のそれぞれに対応した平面図である。
図7(a)および(b)は断面図、図7(c)および(d)は、図7(a)および(b)のそれぞれに対応した平面図である。
図8(a)および(b)は断面図、図8(c)および(d)は、図8(a)および(b)のそれぞれに対応した平面図である。
図9は、基板全体の平面図である。
なお、図3〜図8における断面図は、対応する平面図に示す一点鎖線CLでの断面を表している。
(Manufacturing method of magnetic reed switch)
Next, a method for manufacturing the
FIG. 3A to FIG. 9 are schematic views illustrating a method for manufacturing a magnetic reed switch.
3A to 3C are cross-sectional views, and FIGS. 3D to 3F are plan views corresponding to FIGS. 3A to 3C, respectively.
4A to 4C are cross-sectional views, and FIGS. 4D to 4F are plan views corresponding to FIGS. 4A to 4C, respectively.
5A to 5C are cross-sectional views, and FIGS. 5D to 5F are plan views corresponding to FIGS. 5A to 5C, respectively.
6A to 6C are cross-sectional views, and FIGS. 6D to 6F are plan views corresponding to FIGS. 6A to 6C, respectively.
7A and 7B are cross-sectional views, and FIGS. 7C and 7D are plan views corresponding to FIGS. 7A and 7B, respectively.
8A and 8B are cross-sectional views, and FIGS. 8C and 8D are plan views corresponding to FIGS. 8A and 8B, respectively.
FIG. 9 is a plan view of the entire substrate.
Note that the cross-sectional views in FIGS. 3 to 8 represent cross sections taken along the alternate long and short dash line CL shown in the corresponding plan views.
先ず、図3(a)および(d)に示すように、基板10の表面に下地絶縁層11を形成する。本実施形態では、基板10としてSi基板を用いる。この場合、Si基板を熱処理することで熱酸化膜から成る下地絶縁層11を形成する。
First, as shown in FIGS. 3A and 3D, the
次に、図3(b)および(e)に示すように、下地絶縁層11の上に導電材料層20を形成し、さらに導電材料層20の上に第1パッド電極61および第2パッド電極62を形成する。導電材料層20には、例えばNiFe合金が用いられ、スパッタ等によって形成される。第1パッド電極61および第2パッド電極62には、例えばAuが用いられる。第1パッド電極61および第2パッド電極62は、フォトリソグラフィおよびエッチングによってパターニングされる。
Next, as shown in FIGS. 3B and 3E, the
次に、図3(c)および(f)に示すように、導電材料層20をパターニングして第1導電層21および第2導電層22を形成する。このパターニングでは、図9に示すように、基板10のダイシングラインDLに沿って導電材料層20を残し、後のめっき工程で使用するコモン電極25を形成しておく。
Next, as shown in FIGS. 3C and 3F, the
次に、図4(a)および(d)に示すように、全面に第1保護絶縁層12を形成する。第1保護絶縁層12には、例えばSiNxが用いられる。第1保護絶縁層12の厚さは、例えば300nm(ナノメートル)以上500nm以下程度である。これにより、下地絶縁層11の上、第1導電層21および第2導電層22の上、および第1パッド電極61および第2パッド電極62の上に第1保護絶縁層12が形成される。
Next, as shown in FIGS. 4A and 4D, a first protective insulating
次に、図4(b)および(e)に示すように、第1保護絶縁層12の一部を除去し、開口を形成し、第1パッド電極61および第2パッド電極62を露出させる。また、第1導電層21および第2導電層22のそれぞれの端部と、その外側にある第1保護絶縁層12の一部も除去する。これにより、第1導電層21および第2導電層22のそれぞれの端部も露出する。
Next, as shown in FIGS. 4B and 4E, a part of the first protective insulating
次に、図4(c)および(f)に示すように、先の工程で露出した第1導電層21および第2導電層22のそれぞれの端部と導通するようにコモン接続配線23を形成する。コモン接続配線23には、タンタル(Ta)やチタン(Ti)など、後の工程で選択的にエッチングされる材料が用いられる。
Next, as shown in FIGS. 4C and 4F, the
コモン接続配線23は、例えばリフトオフによって形成される。コモン接続配線23は、ダイシングラインDLを跨ぐように形成される。これによって、コモン接続配線23を介して第1導電層21と、隣接する素子領域の第2導電層22とが導通状態になる。また、コモン接続配線23を介して第2導電層22と、隣接する素子領域の第1導電層21とが導通状態になる。
The
ダイシングラインDLにはコモン電極25が形成されているため、このコモン電極25およびコモン接続配線23を介して、基板10上の各素子領域の第1導電層21および第2導電層22が全て導通状態となる。
Since the
次に、図5(a)および(d)に示すように、全面に第2保護絶縁層13(第2絶縁層)を形成する。第2保護絶縁層13には、例えばSiNxが用いられる。第2保護絶縁層13の厚さは、例えば300nm以上500nm以下程度である。これにより、第1保護絶縁層12の上、第1パッド電極61および第2パッド電極62の上、およびコモン接続配線23の上に第2保護絶縁層13が形成される。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5D, a second protective insulating layer 13 (second insulating layer) is formed on the entire surface. For example, SiN x is used for the second protective insulating
なお、第1保護絶縁層12の上に同じ材料の第2保護絶縁層13が積層された場合、これらは一体となる。したがって、第2保護絶縁層13のみが形成された部分(第1パッド電極61の上、第2パッド電極62の上、およびコモン接続配線23の上)の絶縁層の厚さは、第1保護絶縁層12と第2保護絶縁層13とが積層された部分の絶縁層の厚さよりも薄くなる。
In addition, when the 2nd protective insulating
次に、図5(b)および(e)に示すように、第1導電層21および第2導電層22の上の第2保護絶縁層13の一部を除去し、開口する。この開口が、第1導電層21および第2導電層22のコンタクトホールとなる。
Next, as shown in FIGS. 5B and 5E, a part of the second protective insulating
次に、図5(c)および(f)に示すように、第1導電層21と第2導電層22との間の絶縁層(下地絶縁層11、第1保護絶縁層12および第2保護絶縁層13が積層された部分)に犠牲層15を形成する。犠牲層15には、例えばレジストが用いられる。
Next, as shown in FIGS. 5C and 5F, an insulating layer (the
次に、図6(a)および(d)に示すように、全面にシード層24を形成する。シード層24は、後のめっき工程におけるめっき下地となる層である。シード層24には、例えばCuが用いられる。
Next, as shown in FIGS. 6A and 6D, a
次に、図6(b)および(e)に示すように、シード層24の一部を除去し、第1導電層21および第2導電層22の一部を露出させる。シード層24は、例えばイオンミリングによって除去される。
Next, as shown in FIGS. 6B and 6E, part of the
次に、図6(c)および(f)に示すように、電解めっきによって第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50を形成する。ここでは、第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50を形成した領域以外にレジストを形成しておき、シード層24を下地として電解めっきを行う。電解めっきとしては、磁性材料である例えばNiFe合金を析出させる。第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50を形成した後は、レジストを除去する。
Next, as shown in FIGS. 6C and 6F, the
本実施形態では、基板10上における各素子領域の第1導電層21および第2導電層22がこのコモン電極25およびコモン接続配線23を介して全て導通状態となっている。したがって、例えばコモン電極25に通電することで、全ての素子領域において電解めっきで磁性材料を含む第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50を析出させることができる。
In the present embodiment, the first
次に、図7(a)および(c)に示すように、シード層24のエッチングを行う。シード層24としてCuを用いた場合、例えば塩化銅を用いたウェットエッチングによってシード層24が除去される。
Next, as shown in FIGS. 7A and 7C, the
次に、図7(b)および(d)に示すように、犠牲層15を除去する。犠牲層15としてレジストを用いた場合、剥離剤によってレジストである犠牲層15が除去される。犠牲層15が除去されると、第1構造体30の梁部32および可動電極部33と基板10との間に空間が形成され、片持ちの形状が構成される。
Next, as shown in FIGS. 7B and 7D, the
次に、図8(a)および(c)に示すように、第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50の露出する表面に接触金属層80を形成する。接触金属層80には、白金族元素(例えば、Ru、Rh、Ir、Pd)が用いられる。接触金属層80は、電解めっきによって形成される。なお、この電解めっきの下地として、Auをめっき等によって形成してもよい。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8C, the
本実施形態では、基板10上における各素子領域の第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50が、第1導電層21、第2導電層22、コモン接続配線23およびコモン電極25を介して全て導通状態となっている。したがって、例えばコモン電極25に通電することで、全ての素子領域において電解めっきで第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50の表面に白金族の接触金属層80を析出させることができる。
In the present embodiment, the
次に、図8(b)および(d)に示すように、第2保護絶縁層13の一部を除去する。ここでは、例えばRIE(Reactive Ion Etching)による選択エッチングを行う。このエッチングによって、第1構造体30の梁部32および可動電極部33の下の第2保護絶縁層13は残るものの、それ以外の部分は除去される。
Next, as shown in FIGS. 8B and 8D, a part of the second protective insulating
第2保護絶縁層13が除去されると、第1パッド電極61および第2パッド電極62、第1導電層21および第2導電層22のそれぞれの端部、コモン接続配線23が露出する。さらに、エッチングを進めると、コモン接続配線23が除去される。このエッチングでは、第1導電層21および第2導電層22の材料に対して、コモン接続配線23の材料のエッチングレートが高くなっている。したがって、第1導電層21および第2導電層22のそれぞれの端部は残り、コモン接続配線23は除去されることになる。
When the second protective insulating
コモン接続配線23が除去されると。基板10上の各素子領域における第1導電層21および第2導電層22がコモン電極25から切り離される。コモン接続配線23が除去されると、1つの基板10の上に複数の磁気リードスイッチ1が電気的に独立した状態で形成されていることになる。なお、この工程では、1度のエッチング処理によって第1パッド電極61および第2パッド電極62の露出と、コモン接続配線23の除去とを行っているが、別々の処理でそれぞれ第2保護絶縁層13を除去し、第1パッド電極61および第2パッド電極62の露出と、コモン接続配線23の除去とを行ってもよい。
When the
次に、各素子領域の第1パッド電極61および第2パッド電極62を用いて各磁気リードスイッチ1の動作検査を行う。本実施形態では、基板10をダイシングラインDLで切断し、個々の磁気リードスイッチ1に分割しなくても、基板10上の各磁気リードスイッチ1の動作を検査することができる。
Next, an operation inspection of each
磁気リードスイッチ1の動作を検査した後は、基板10をダイシングラインDLで切断して、個々の磁気リードスイッチ1に分割する。
After the operation of the
このように、本実施形態に係る磁気リードスイッチ1の製造方法では、第1構造体30、第2構造体40および第3構造体50の表面に接触金属層80をめっき処理で形成する際、レジストを用いてめっき不要部分をカバーする必要がない。
Thus, in the manufacturing method of the
また、めっき処理で接触金属層80を形成した後は、第1パッド電極61および第2パッド電極62の露出とともにコモン接続配線23をエッチングで除去することができる。これにより、基板10上の各磁気リードスイッチ1を電気的に独立させ、基板10のダイシング前に各磁気リードスイッチ1の動作を検査することが可能になる。
Further, after the
したがって、基板10をダイシングする前に、基板10内での磁気リードスイッチ1の特性ばらつきを把握することができ、特性改善のためのデータとして利用することができる。また、個々の磁気リードスイッチ1に分割した後の不良排除などの品質管理を容易に行うことができる。
Therefore, before the
なお、上記に本実施形態およびその具体例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、可動電極部33がX方向に可動する例を示したが、基板10の第1面10aに直交する方向に可動する磁気リードスイッチであってもよい。また、前述の各実施形態またはその具体例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
In addition, although this embodiment and its specific example were demonstrated above, this invention is not limited to these examples. For example, in the present embodiment, an example in which the
1…磁気リードスイッチ
10…基板
10a…第1面
11…下地絶縁層
12…第1保護絶縁層
13…第2保護絶縁層
15…犠牲層
20…導電材料層
21…第1導電層
22…第2導電層
23…コモン接続配線
24…シード層
25…コモン電極
30…第1構造体
31…支持部
32…梁部
33…可動電極部
33a…第1接触面
40…第2構造体
40a…第2接触面
50…第3構造体
50a…第3接触面
61…第1パッド電極
62…第2パッド電極
80…接触金属層
B…外部磁界
DL…ダイシングライン
F…磁気吸引力
W1…対向範囲
W2…対向範囲
Φ…磁束
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1導電層と接続された支持部、一端が前記支持部に接続された梁部、および、前記梁部の他端に接続され、前記基板に対し可動な可動電極部、を有する第1構造体と、
前記第2導電層と接続され、前記第1構造体の前記可動電極部に対向するよう配置された第2構造体と、
を備え、
前記第1構造体および前記第2構造体の少なくとも一方の表面には、白金族元素を含む接触金属層が設けられたことを特徴とする磁気リードスイッチ。 A first conductive layer and a second conductive layer provided via an insulating layer on the substrate;
A support unit connected to the first conductive layer; a beam unit having one end connected to the support unit; and a movable electrode unit connected to the other end of the beam unit and movable with respect to the substrate. A structure,
A second structure connected to the second conductive layer and disposed to face the movable electrode portion of the first structure;
With
A magnetic reed switch characterized in that a contact metal layer containing a platinum group element is provided on at least one surface of the first structure and the second structure.
前記第1絶縁層の上に犠牲層を形成する工程と、
前記第1導電層と接続される支持部、一端が前記支持部に接続され、前記犠牲層の上に形成される梁部、および前記梁部の他端に接続され、前記犠牲層の上に形成される可動電極部、を有する第1構造体を形成する工程と、
前記第2導電層と接続され、前記第1構造体の前記可動電極部に対向するように配置される第2構造体を形成する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
前記第1構造体および前記第2構造体の少なくとも一方の表面に、白金族元素を含む接触金属層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする磁気リードスイッチの製造方法。 Forming a first conductive layer and a second conductive layer via a first insulating layer on the substrate;
Forming a sacrificial layer on the first insulating layer;
A support part connected to the first conductive layer, one end connected to the support part, a beam part formed on the sacrificial layer, and connected to the other end of the beam part, on the sacrificial layer Forming a first structure having a movable electrode portion to be formed;
Forming a second structure that is connected to the second conductive layer and disposed to face the movable electrode portion of the first structure;
Removing the sacrificial layer;
Forming a contact metal layer containing a platinum group element on at least one surface of the first structure and the second structure;
A method of manufacturing a magnetic reed switch, comprising:
前記第1導電層の上に第1パッド電極、前記第2導電層の上に第2パッド電極を形成する工程と、
前記第1導電層の端部および前記第2導電層の端部のそれぞれにコモン接続配線を形成する工程と、
前記第1パッド電極、前記第2パッド電極および前記コモン接続配線の上に第2絶縁層を形成する工程と、を含み、
前記接触金属層を形成した後、前記第2絶縁層の一部をエッチングによって除去し、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極を露出させる工程と、
前記コモン接続配線を除去する工程と、をさらに備えた、請求項6〜9のいずれか1項に記載の磁気リードスイッチの製造方法。 The step of forming the first conductive layer and the second conductive layer includes:
Forming a first pad electrode on the first conductive layer and a second pad electrode on the second conductive layer;
Forming a common connection wiring at each of an end portion of the first conductive layer and an end portion of the second conductive layer;
Forming a second insulating layer on the first pad electrode, the second pad electrode and the common connection wiring,
After forming the contact metal layer, removing a part of the second insulating layer by etching to expose the first pad electrode and the second pad electrode;
The method for manufacturing a magnetic reed switch according to claim 6, further comprising a step of removing the common connection wiring.
The method of manufacturing a magnetic reed switch according to claim 11, wherein the etching is selective etching in which the second insulating layer and the common connection wiring are etched without etching the first conductive layer and the second conductive layer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003311692A (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-05 | Oki Sensor Device Corp | Mechanism device and magnetic driving type mechanism device |
JP2013258041A (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Oki Sensor Device Corp | Manufacturing method of reed switch and reed switch |
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